HOODIL-2700土壤入滲儀入滲速率的測定方法

李 娟

入滲是土壤的一個基本物理性狀，是指水分由地表進入土壤形成土壤水的過程，是降水、地面水、土壤水和地下水相互轉(zhuǎn)化的一個重要環(huán)節(jié)?？焖佟蚀_地測定土壤的入滲速率對發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)和減少水土流失都具有重要的意義。土壤入滲儀HOODIL-2700因其省時、省水、輕便、易于野外試驗、不擾動表土等特性被越來越多的科研院所和研究機構(gòu)引進用于土壤入滲速率測量，下面就其使用方法及使用心得做詳細介紹。

1. 儀器的組成和測量原理

土壤入滲儀HOODIL-2700由“馬里奧特”供水系統(tǒng)、導水管路、大/小滲透室、U型管壓力計、UGT數(shù)據(jù)采集器等幾部分組成。HOOD入滲儀常用于在田間測量土壤導水率，測量通過用一個充滿水的HOOD水罩放在地表來實現(xiàn)，水罩下面充滿水的圓形土壤表面就是入滲開始的地方。導水壓力由HOOD里的MARIOTTE（馬氏瓶）供水系統(tǒng)提供,1個U型管裝置用以壓力的精確測量，1個壓力水頭和MARIOTTE供水系統(tǒng)組成標準的張力入滲系統(tǒng)，在入滲測量時，采用雙環(huán)法，即面積比例為1∶2的兩個環(huán)型罩用來測量和計算導水率?；赪OODING理論：WOODING1968年建立了圓形區(qū)域入滲（半徑a）到無限遠土壤內(nèi)部的穩(wěn)態(tài)流速Q(mào)，入滲測量由不同張力（ψ）或用相同的張力，不同的半徑獲得。

也就是說，我們在測量時，通過調(diào)節(jié)調(diào)壓管不同的高度，即可得到不同的土壤表面張力，用來測量入滲速率R（cm/s），最終得到穩(wěn)態(tài)入滲速率h。

2. 儀器的使用步驟

在比較平坦的地方安裝鋼圈，安裝前要清理地面的碎石塊并進行地表植被處理，在進行植被處理時盡量不要擾動土壤表層，最好把植被切割到5mm高，然后用手把鋼圈壓入土壤一部分。在HOOD水罩和鋼圈之間用干砂密封，干砂的直徑要小于2mm。然后給U型管注水，注意不要注進氣泡，如果不小心注進了氣泡要倒出來重新注水。在所有的閥門都處于關(guān)閉狀態(tài)下連接管路，管路連好后先給內(nèi)管注水，注水完成后在內(nèi)管中插入調(diào)壓管，這時調(diào)壓管可放在較低的位置，此時不要擰緊調(diào)壓管；后給外管注水，外管的水面要略低于內(nèi)管水面，注水完成后用膠塞塞緊外管注水口，并擰緊調(diào)壓管。

圖1 HOOD土壤入滲儀的整體結(jié)構(gòu)圖

參照土壤入滲儀的整體結(jié)構(gòu)圖（圖1）慢慢打開支架底部的閥門V1，讓外管水注入HOOD水罩中，其后整個測量過程中閥門V1都是處于打開狀態(tài)（除非補水：補水時先將V1關(guān)閉，補水完成后打開）。再慢慢打開閥門V2，水面上升到HOOD水罩上的水面標記時關(guān)閉V2，打開閥門K。用吸氣球吸氣，把HOOD水罩中間的水柱的水面吸上來，最好吸到刻度的中間高度，記下這個高度Hs。調(diào)節(jié)內(nèi)管中的調(diào)壓管的高度（一般是往上拔），U型管的水面就會隨之變化，U型管水面間的高度差為Us，該值可在U型管中準確讀出，仔細調(diào)整調(diào)壓管的高度使Hs=Us，這時HOOD水罩內(nèi)水會下滲。然后按數(shù)據(jù)采集器上的ON鍵打開，按STEP鍵選擇記錄時間間隔，按START鍵進入壓力選擇界面，因為已經(jīng)調(diào)整使Hs=Us，兩者差值為0，即選擇壓力Tension1為0，再次按下START鍵，數(shù)采就開始記錄，穩(wěn)定后再繼續(xù)記錄數(shù)分鐘至十幾分鐘，即可進行Tension2的測量。調(diào)整調(diào)壓管高度即可調(diào)整HOOD水罩中施加在土壤表層的壓力值，一次測量需進行3次不同壓力值測定，最終得到穩(wěn)態(tài)入滲速率。

3. 測量結(jié)果的分析與建議

在試驗區(qū)利用HOOD入滲儀進行入滲測量，測量結(jié)果見圖2。由圖2我們可以看出，測量時選取入滲壓力分別為 Tension1=0mmWC、Tension2=8mm WC、Tension3=31mmWC，在這3個壓力下經(jīng)計算入滲的穩(wěn)滲速率為0.251 cm/s。

圖2 HOOD土壤入滲儀測量結(jié)果圖

HOOD入滲儀測出的入滲速率是一個土壤飽和狀態(tài)下的穩(wěn)滲速率和傳統(tǒng)雙環(huán)法相比無法呈現(xiàn)出從初滲到穩(wěn)滲的整個入滲過程。并且HOOD入滲儀的測量面積較小，其測量結(jié)果的代表性較差，所以要想測量結(jié)果具有代表性，就要求進行大量的樣本測量。在具體的測量過程中一定要保持系統(tǒng)的密閉性，才能更好的保證測量值的準確性。